Кафедра нормальной физиологии Крас ГМА ФИЗИОЛОГИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА

Кафедра нормальной физиологии Крас. ГМА ФИЗИОЛОГИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА И ТЕМПЕРАТУРНОГО ГОМЕОСТАЗИСА

Общее представление об обмене веществ и энергии

Методы исследования обмена энергии

Принцип работы метаболиметра

Камера Шатерникова для человека

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН -1 ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС: Образование Э. = Э. работы + Э. теплопотерь + Э. запас. n n УРОВНИ ИНТЕНСИВНОСТИ ЭНЕРГООБМЕНА КЛЕТКИ: 1) Уровень поддержания целостности клетки - 15% 2) Уровень функциональной готовности клетки - 50% 3) Уровень функциональной активности клетки - 100% n n

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН -2 n n 1 -й закон термодинамики Гельмгольца, Томсона и Клазиуса: «Если теплота превращается в работу, то количество работы, произведенной системой, эквивалентно количеству поглощенного тепла » Закон Гесса: «Тепловой эффект процесса, развивающегося через ряд последовательных стадий, зависит от теплосодержания начальных и конечных продуктов химической реакции, но не зависит от путей их химических превращений»

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН 3 n n C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 6 H 2 O + 6 CO 2 + 675 ккал Аэробный распад: использует 65% энергии Гликолиз: использует 5% энергии Аэробные организмы или процессы расходуют в 13 раз меньше глюкозы, чем анаэробные, т. е. Жизнь в 13 раз дешевле

ЗАПАСАЕМАЯ ЭНЕРГИЯ n n n 1 молекула глюкозы дает 38 молекул АТФ: - при гликолизе до ПВК - 8 молекул АТФ -- при окислении - 30 молекул АТФ 1 моль пальмитиновой кислоты дает молекул АТФ В сутки в организме взрослого человека образуется и распадается около 70 кг АТФ - 140

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН 4 n n Энергетическая ценность или калорический коэффициент вещества - количество тепла, образуемого при сгорании 1 г вещества в атмосфере чистого кислорода: ЖИРЫ - 9, 3 ккал; БЕЛКИ и УГЛЕВОДЫ - 4, 1 ккал Калорический эквивалент кислорода - количество тепла, освобождающегося в организме от сгорания 1 г вещества при потреблении 1 литра кислорода: ЖИРЫ - 4, 69; БЕЛКИ - 4, 46; УГЛЕВОДЫ - 5, 05 ккал/л

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН - 5 n n ДЫХАТЕЛЬНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ (ДК) отношение объема выделенного углекислого газа к объему потребленного кислорода ДК для углеводов = 1, 0 ДК для белков = 0, 8 ДК для жиров = 0, 7

ОСНОВНОЙ ОБМЕН n n n n Основной обмен - минимальный (базисный) уровень энерготрат, необходимый для поддержания жизнедеятелньости организма в условиях физического и эмоционального покоя Условия основного обмена: утро, положение лежа, состояние бодрствования, мышцы расслаблены, натощак. температура среды около 220. Условные нормы основного обмена: у мужчин среднего возраста - 1 ккал/кг/час у женщин среднего возраста - 0, 9 ккал/кг/час у детей 7 лет - 1, 8 ккал/кг/час; 12 лет - 1, 3 ккал/кг/ч у стариков - 0, 7 ккал/кг/час

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН - 6 n n РАБОЧИЙ ОБМЕН - величина энергетического обмена, характерная для определенного вида трудовой деятельности Рабочая прибавка - разница между рабочим и основным обменом Специфически-динамическое действие пищи увеличение уровней энерготрат спустя 1 -3 часа после приема пищи: для белков-на 30%; для углеводов и жиров - на 15%

ГРУППЫ РАБОТНИКОВ ПО ЭНЕРГОТРАТАМ n 1. Работники, преимущественно умственного труда: инженерный состав, врачи(кроме хирургов), работники науки и искусства, литературы, руководители и т. п. - 2500 -2800 ккал/сут n 2. Работники легкого физического труда: инженернотехнический состав, работники связи, радиоэлектронной промышленности, медсестры, санитарки и т. п. - 2800 -3000 ккал/сут n 3. Работники труда средней тяжести: токари, слесари, железнодорожники, врачи-хирурги, водители автотранспорта, продавцы продуктов, водники - 3000 - 3200 ккал/сут n 4. Работники тяжелого физического труда: строительные рабочие, металлурги и литейщики, механизаторы, плотники, нефтяники и газовики, сельхозрабочие - 3400 - 3700 ккал/сут n 5. Работники особого тяжелого труда: шахтеры, сталевары, вальщики леса, землекопы, грузчики - 3900 - 4500 ккал/сут

Изменения интенсивности обмена в ккал/кг/час при разных условиях

Пути теплопродукции и темплоотдачи

ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ГОМЕОСТАЗИС n ПОЙКИЛОТЕРМИЯ n n ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ ХИМИЧЕСКАЯ (ТЕПЛОПРОДУКЦИЯ) n ГОМОЙОТЕРМИЯ ФИЗИЧЕСКАЯ (ТЕПЛООТДАЧА) ТЕРМОИЗОЛИРУЮЩИЕ СВОЙСТВА ТКАНЕЙ

РОЛЬ ЯДРА И ОБОЛОЧКИ В ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ ЯДРО ОБОЛОЧКА Температура окружающей среды

Суточные колебания температуры тела

Зависимость температуры тела от температуры среды

СУТОЧНЫЕ КОЛЕБАНИЯ РЕКТАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

Механизм теплоотдачи на холоде (А) и в тепле (Б)

ПРОТИВОТОЧНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК n 370 n 360 350 340 330 320 артериола капилляры венула 370 360 350 340 330 320

ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ ТЕРМОГЕНЕЗ (ТЕПЛОПРОДУКЦИЯ) n n 1) БАЗИСНЫЙ 2) РЕГУЛЯТОРНЫЙ: СОКРАТИТЕЛЬНЫЙ МЫШЕЧНАЯ ДРОЖЬ МЫШЕЧНЫЙ ТОНУС ПРОИЗВОЛЬНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ n НЕСОКРАТИТЕЛЬНЫЙ АКТИВАЦИЯ ОКИСЛЕНИЯ РАЗОБЩЕНИЕ ОКИСЛЕНИЯ И ФОСОРИЛИРОВАНИЯ n n - ТЕПЛООТДАЧА -ВЛАЖНАЯ (ИСПАРЕНИЕ) --ОЩУТИМАЯ --НЕОЩУТИМАЯ n -СУХАЯ --ТЕПЛОИЗЛУЧЕНИЕ --ТЕПЛОПРОВЕДЕНИЕ --КОНВЕКЦИЯ: а)естественная, б)форсированнная

Схема нервного контроля терморегуляции

ТЕРМОРЕЦЕПТОРЫ n ПЕРИФЕРИЧЕСКИЕ В ОБОЛОЧКЕ (ТЕПЛОВЫЕ И ХОЛОДОВЫЕ) n ПЕРИФЕРИЧЕСКИЕ В ЯДРЕ (ТЕПЛОВЫЕ И ХОЛОДОВЫЕ) n ЦЕНТРАЛЬНЫЕ (ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ НЕЙРОНЫ)

ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ n n n Верхняя граница диапазона - граница гипертермиитепловая смерть - 42 -430 С Нижняя граница диапазона - граница гипотермии холодовая смерть: естественная - 260 С искусственная - 24 -230 С Термонейтральная зона - без ощутимого потоотделения и регуляторной теплопродукции - 24 - 270 С

Регуляция теплопродукции

Регуляция теплоотдачи

Регуляция потоотделения при высокой температуре

Функциональная система подержания температуры тела